СПОСОБ ПАРОФАЗНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ФУРАНА Советский патент 1970 года по МПК C07D307/36 

Известный способ ларофазного получения фураиа заключается в том, что смесь .паров фурфурола, и воды пропускают через катализатор, состоящий из хромитов пинка или маргаица, с лромотором -при 370-450°С. Выход 5 фурана при этоМ 65-75%, однако катализатор быстро теряет активность п требует регенерации. С целью непрерывйого осуществления .процесса, а также увеличения выхода фурапа и 10 срока службы катализатора предлагается в качестве катализатора применять палладий на .носителе, промотированный ,солями щелочных металлов, процесс вести при 200-340° С и вместе с парами фурфурола пропускать водород. Примеры дают представление о влиянии различных условий процесса иа выход фурана, продолжительность службы а атализатора и съем фурана с 1 г палладия. Пример 1. На активированном граиулировапном угле осаждают 1,7% мелкораздробленного палладия. 100 лгл .катализатора, имеющего «асыпной вес от 0,5 до 0,6, помещают в реакцмоииую трубку, обогреваемую снаружи до 240-260°С. Через испаритель непрерывно (ежечасно) пропускают 40 мл жидкого фурфурола, пары которого нагревают до 250°С и проводят через нагретый катализатор. За 3 час получают 47,4 г фурана, что со- 30 15 20 25 ответствует превращению пропущенпого фурфурола в фура.не на 48% от теории. Пример 2. Па катализатор, описанный в примере 1, наносят 2% карбопата натрия тропиткой раствором соды и последующим высуЩИваиием. Через 100 мл пролютированного катализатора пропускают пары фурфурола при 250°С с той JKe скоростью, что и в примере 1. За 6- час .получают 173,5 г фурапа, что Соответствует превращению пропущенного фурфурола в -фуран па 88% от теории. Пример ;. Через 100 мл промотированно.го палладиезого катализатора, описанного в примере 2. прапуса ают при 250°С в виде паров 100 мл жидкого фурфурола в 1 час. Одновременно, вместе с парами фурфурола, через катализатор пропускают 5-6 л/ч водорода. При этом срок службы катализатора резко увеличивается. За 26 час работы получают всего 1883 г фурана. Средняя конверсия фурфурола в фуран за указанный срок 88,2% от теории. При .насыпном весе катализатора 0,55 и содержании палладия 1,7% общее количество палладия, участвовавшего в процессе, равно 0,935 г. Следовательно, производительность , 1883„„ . , в 1 час.

Пр,имер 4. Катализатор приготовляют осаждением 2% палладия на активную окись алюминия. Промотор к катализатору не добавляют. Через 100 мл такого «атализатора пропускают при 260-270°С лары фур|фурола в количест1ве, соответствующем 40 мл жидкого фурфурола в 1 час. Одновременло (Пранускают 10 л/час водорода. За 12 час получают 342,3 г фура-на, что соответствует конвер1сии фурфурола в 86,8% от теории.

Пример 5. Через 100 мл катализатора, представляющего собой активированный уголь, который 0одержит 2% палладия и 2% соды, пропускают пары фурфурола в количестве, соответствующем 50 мл жидкого фурфурола в 1 час, одновременно с 6 л/ч водорода. Температуру IB реакторе в самом .начале поддерживают на уровне 240°С. Конверсия фурфурола в фуран IB течение первых 65 час в пределах 100-98%, а затем снижается до 94%. Температуру поднимают до 250, а затем до 260 и 270°С и за последующие 73 час средняя конверсия фурфурола достигает 93,5%. В течение еще 50 час температуру реакции постепенно поднимают до 290°С и получают среднюю конверсию в пределах 91-75%. В последующие 132 час температуру постепенно доводят до 320°С, при этом средняя конверсия составляет 75-65%. В течение дальнейщих 40 час при 320°С конверсия постепенно падаег до 35%, и дальнейший подъем температуры уже не дает эффекта. После этого подачу фурфурола прекращают.

Всего за 360 час пропускают 20880 г фурфурола, из которых не остается прореагировавших 4200 г. Таким образом, общая конверсия фурфурола составляет 16600 г, или 79,8% от теории. Из реакционных газов, содержащих фуран, окись углерода, 1водород и некоторые примеси, охлаждением выделяют фуран-сырец в количестве 11260 г, содержащий 95,4% фурана, 4% сильвана и 0,6% тетрагидрофурана.

Таким образом, выход фурана от превращенного фурфурола 90,7% от теории. Ректификацией из фурана-сырца выделяют совершенно чистый фуран.

Кубовый остаток, состоящий, .из сильвана и тетрагидрофурана, мож1но использовать для выделения этих продуктов в чистом виде. Возератный фурфурол после перегонки также может быть вновь иапользован для получения фурана.

Активность катализатора, проработавшего 360 час, сильно понижается. Поэтому катализатор подвергают сжиганию для удаления угля, а из остатка выделяют палладий, который может быть снова использован для приготовления катализатора. При насыпном весе 0,55 100 мл катализатора содержат 1,1 г палладия. Следовательно, суммарная производительность 1 г палладия по фурану до наступления его значительной дезактивации 9,76 кг. Катализатор работает непрерывно 15 суток, не требуя никаких регенераций, что делает его удобным для промышленного применения.

Приме.р 6. Через 100 мл катализатора, описанного в примере 1, промотированного 1,5% КгСОз, 0,5% NazCOg, пропускают при 240-320°С пары фурфурола в количестве 50 мл/час (58 з) одновременно с 6 л водорода. Температуру в реакторе в начале опыта поддерживают 240°С, что обеспечивает полную конверсию фурфурола. По мере снижения активности катализатора температуру поднимают до 320°С. За 600 час .непрерывной работы средняя конверсия фурфурола составляет . С 1 г палладия получают 18,5 кг фурана.

Пример 7. Через 100 мл катализатора из примера 1, нромотированного 2% Сз2СОз, при температуре, постепенно поднимаемой от 240 до 320°С, пропускают фурфурол со скоростью 50 мл/час и водород (б л/ч). Катализатор работает непрерывно 1000 час со средней конверсией фурфурола 95% и выходом фурана 91-93%. Таким образом, за один рабочий цикл с 1 г палладия получают 36 кг фурана.

Предмет изобретения

1.Способ парофазяого получения фурана пропусканием паров фурфурола -через катализатор при нагревании, отличающийся тем, что, с целью непрерывного осуществления процесса, а также увеличения выхода фурана, в качестве катализатора применяют палладий на носителе, оромотированный солями щелочных металлов, и процесс ведут при 200-340°С.

2.Способ по .п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы катализатора, вместе с парами фурфурола пропускают водород.